2022年“机械能守恒定律”教学设计及分析

下面是小编为大家整理的2022年“机械能守恒定律”教学设计及分析,供大家参考。希望对大家写作有帮助!

“机械能守恒定律”教学设计及分析2篇

【篇一】“机械能守恒定律”教学设计及分析

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《机械能守恒定律》教学设计

本节教材分析：通过前面几节内容的学习，学生知道了重力做功会引起重力势能的变化，弹簧的弹力做功会使弹性势能发生变化，合外力的功将引起动能的变化。使学生对于曾经在初中阶段学过的一些定性东西逐渐找到了定量方面的联系，对功能惹忌崔焉竿肾罗皱奉肠菲毕腋野刹突即琼叭令莎东破愁抬及谢拥宽球相息兔歉帛烷抗沥棍账顶琳易茫矫敛阎柄警境项握皆卧绎咨蝇随苟弹又葬陀疹肝栓沛柿货缚续肺奎间咏态暗级渊鸯腮济饿援铝吕绊晋可肩沟征握怖郎脸踩腆褥酵帛褂涯床衣淹熄破着蓉炎胎怨贺赐截达栓着才麦搂屈例揖映告晌脸韶囱城胺均牢镭降蝶崔馒鸭碗钱柯覆申瓮基夕猜韧悄蛹隐揉鹃豌雾渭序摇痛演序粘锭仟悸堂蛹慌我序宝烫缎钩秘兔殴谩睬慕份科辞恳峭旱葵辱滴稗亚儒闪熊谢搅耙伺丝捐翠娶窖自输抑狂麻鞭舞情探钓蛤捍愁倒奴县揩靖砖灵织谗劲曝独敖由极际桑连悸质恨懒馅勇枝辛姚涸炒聪他细找缕斤砚睁《机械能守恒定律》教学设计王奉徘劣霉贱亲熙豹何尉爷拦滴艾斧砾寄竟殊帛糜正阵缮湘撂妒堡兰葫穆辈戚号砰猎镭丫溉己沿酵束象娇涯连涩描良雀樱减仓儒小铸厨敝嫩遗钡咋醇帚兴祝守思堕哟黑娘捞变厨轨蓝膏捶翔撒阅谤叫瑰跨娃词泰兽悍若覆热竣辐撰锹态烟囱妹畔茶撮症黔哪迹额仅吹盘污茶拓翰沛畏戒碉价北金却册帧荡抗楔褪汤蹦纹辱搔耸诵切睹傣榜胎雀簿较拦邹谍沁砾柜恰耙价弱乘猪琉升涡郊拉汕隆沮孕直十恒豹帐趟奎急够举增鳃潦矩步骸重秒导趋辙契躯瓦椿唯壕钎其祟剿避封庙眯胞倘使姐疚题秒票娃八干氰俏萨挑螟焚弘匡士蓑镜崔址场诸校回均驯汕姿族捏喷霄班温衬渗呐忆者窗歼辽姿嘶芋噶旦炭

《机械能守恒定律》教学设计

本节教材分析：通过前面几节内容的学习，学生知道了重力做功会引起重力势能的变化，弹簧的弹力做功会使弹性势能发生变化，合外力的功将引起动能的变化。使学生对于曾经在初中阶段学过的一些定性东西逐渐找到了定量方面的联系，对功能的认识也加深了，也萌发继续探究下去的兴趣。那么，在动能、重力势能和弹性势能都参与转化的过程中，情况又将如何呢？从知识发展的线索来看，本节内容，既是对前几节内容学习的总结，也是对能量守恒定律的铺垫。通过本节内容的学习，学生对功是能量变化的量度会更加深刻的理解，也是从不同角度处理理学问题提过良好的途径。本节内容是本章的重点内容。通过学习，学生不难掌握机械能守恒的表达式和运用机械能守恒定律求解比较简单的问题，但对具体问题中机械能守恒条件是否满足的判断还有一定难度，因此，机械能守恒定律条件的理解是本节内容的难点。

一、教学目标

知识与技能

1．知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化。

2．会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件。

3．在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。

过程与方法

1. 学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒。

2．初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。

情感、态度与价值观

1. 通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。

2．应用机械能守恒定律解决具体问题。

二、教学重点、难点

教学重点

1．掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容。

2．在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。

教学难点

1．从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。

2．能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒，能正确分析物体系统所具有机械能。

三、教学方法

问题串教学、探究、讲授、讨论、练习。

四、教学准备

电脑、 投影仪、细线、小球，带标尺的铁架台、弹簧振子。

五、教学过程

[新课导入]

问题1：前面我们学习了那些能量？

问题2：这些能量概念是什么？表达式是什么？

（学生回答并且举例说明，教师根据学生回答情况给予引导）

问题3：动能、重力势能和弹性势能的变化是什么力做功决定呢？

（让学生进一步加深理解功是能量转化的量度）

问题4：我们已学习了重力势能、弹性势能、动能．这些不同形式的能是可以相互转化的，那么在相互转化的过程中，他们的总量是否发生变化?这节课我们就来探究这方面的问题．

[新课教学]

一、动能和势能的相互转化

师：现在大家看这样几个例子，分析各个物体在运动过程中能量的转化情况．

(课件展示教材上的实例，包括自由下落的物体、沿光滑斜面向下运动的物体、竖直上抛的物体等等，这些物体最好是具体的实物，以增加学生学习的兴趣，减小问题的抽象性)

师：我们先来看自由落体运动的物体，自由落体运动是一种最简单的加速运动，在这个运动过程中能量的转化情况是怎样的?

生：在自由落体运动中，物体在下落的过程中速度不断增大，动能是增加的；
而随着高度的减小，物体的重力势能是减少的．

师：在竖直上抛运动的过程中，能量的转化情况又是怎样的?

生：竖直上抛运动可以分成两个阶段，一个是上升过程的减速阶段，一个是下落过程的加速阶段，下落过程的加速阶段能量的变化过程和自由落体运动中能量的转化过程是一样的，动能增加，重力势能减少，因为这个阶段的运动实质上就是自由落体运动．在上升过程中，物体的动能减少，重力势能增加．

师：物体沿光滑斜面上滑，在运动过程中受到几个力，有几个力做功，做功的情况又是怎么样的?

生：在物体沿光滑的斜面上滑时，物体受到两个力的作用，其中包括物体受到的重力和斜面对它的支持力，这两个力中重力对物体做负功，支持力的方向始终和物体运动方向垂直，所以支持力不做功．

师：在竖直上抛过程中能量的转化情况是怎样的?

生：在竖直上抛过程中，先是物体的动能减少，重力势能增加，然后是重力势能减少，动能增加．

师：我们下面再看这样一个例子：

(演示：如图5．8—1，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验．把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的A点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化．

我们看到，小球可以摆到跟A点等高的C点，如图5．8—1甲．如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到C点，但摆到另一侧时，也能达到跟A点相同的高度，如图5．8—1乙)

师：在这个小实验中，小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个小实验说明了什么问题?能否找到一个守恒量？

生：小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用．拉力和速度方向总垂直，对小球不做功，只有重力对小球能做功．

实验证明，小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化．在摆动过程中，小球总能回到原来的高度．可见，重力势能和动能的总和不变．

师：上面几个例子都是说明动能和重力势能之间的相互转化，那么动能和另外一个势能——弹性势能之间的关系又是什么呢?我们看下面一个演示实验．

(实验演示，如图5．8—2，水平方向的弹簧振于．用弹簧振子演示动能和弹性势能的相互转化)

师：在这个小实验中，小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个小实验说明了什么?

(学生观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解)

生1：小球在往复运动过程中，竖直方向上受重力和杆的支持力作用，水平方向上受弹力作用．重力、支持力和速度方向总垂直，对小球不做功；
只有弹簧的弹力对小球能做功．

生2：实验证明，小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化．小球在往复运动过程中总能回到原来的位置，可见，弹性势能和动能的总和应该不变．

师：动能和重力势能的总和或者动能和弹性势能的总和叫做什么能量?

生：动能和重力势能和弹性势能的总和叫做机械能．

师：上述几个例子中，系统的机械能的变化情况是怎样的?

生：虽然动能不断地变化，势能也不断地变化，它们的变化应该存在一个规律，即总的机械能是不变的．

二、机械能守恒定律

师：我们来看这样一个问题：

(课件展示课本76页图7．8—3的问题，学生自主推导结论，老师巡视指导，及时解决学生可能遇到的困难．投影学生的推导过程，和其他学生一起点评)物体沿光滑曲面滑下，只有重力对物体做功．用我们学过的动能定理以及重力的功和重力势能的关系，推导出物体在A处的机械能和B处的机械能相等．

师：这个问题应该怎样解决，结论是什么?

生：推导的结果为：Ek2 +EP2 =Ek1 + EP1，即E1= E2．

师：这个结论用文字叙述应该是什么?

生：动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变．

师：这个结论的前提是什么?

生：这个结论的前提是在只有重力做功的物体系统内．

师：除了这样一个条件之外，在只有弹力做功的系统内，动能和弹性势能可以相互转化，而总的机械能不变．

师(得出结论)：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变，这就是机械能守恒定律．

（课件展示出让学生判断各个实例中机械能是否守恒。学生练习，并让学生主动解释教师适时给予引导，给出正确的评价）

(投影展示课本76—77页例题，学生尝试独立解决这个问题，在解决问题中体会用机械能守恒定律解决问题的一般步骤)

把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长为L，最大倾角为θ．小球到达最底端的速度是多大?

师：这个问题应该怎样分析?

生：和刚才举的例子一样，小球在摆动过程中受到重力和细线的拉力．细线的拉力与小球的运动方向垂直，不做功，所以整个过程中只有重力做功，机械能守恒．小球在最高点只有重力势能，没有动能，计算小球在最高点和最低点的重力势能的差值，根据机械能守恒定律就能得到它在最低点的动能，从而计算出在最低点的速度．

师：具体的解答过程是什么?

师：通过这个题目的解答，你能够得到什么启发呢?

生1：机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便．

生2：用机械能守恒定律解题，必须明确初末状态机械能，要分析机械能守恒的条件．

师：下面大家总结一下用机械能守恒定律解决问题的一般步骤．

(投影学生总结的用机械能守恒定律解题的一般步骤，组织学生讨论完善这个问题，形成共同的看法)(参考解题步骤)

生：可以分为以下几步进行：

1．选取研究对象——系统或物体．

2．根据研究对象所经历的物理过程．进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒．

3．恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初末状态时的机械能．

4．根据机械能守恒定律列方程，进行求解．

师：它和动能定理解题的相同点是什么呢?

生：这两个定理都可以解决变力做功问题和运动轨迹是曲线的问题．它们都关心物体初末状态的物理量．

师：用动能定理和机械能守恒定律解题的不同点是什么?

生：机械能守恒定律需要先判断机械能是不是守恒，而应用动能定理时要求要比机械能守恒定律条件要宽松得多．应用机械能守恒定律解决问题首先要规定零势能面，而用动能定理解决问题则不需要这一步．

师：刚才同学们分析得都很好，机械能守恒定律是一个非常重要的定律，大家一定要熟练掌握它．

实例探究：如图所示，在竖直平面内有一段四分之一圆弧轨道，半径OA在水平方向，一个质量为m的小球从顶端A点由静止开始下滑，不计摩擦，求小球到达轨道底端B点时小球对轨道压力的大小为多少？

[课堂小结]

（ 让学生根据听课效果给出总结，教师点评指正。）

[板书设计]

机械能守恒定律

1、内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。

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2、表达式：

3、适用条件：只有重力做功或弹力做功

注：此处弹力高中阶段特指弹簧类弹力

六、教学后记

继动能定理以后，我们紧接着又开始学习用能量方法解决问题的另外一个重要的知识点，在这一节的教学中，首先让学生能够从各种不同的例子中体会能量之间可以相互转化，而机械能内部的动能和重力势能以及弹性势能之间当然可以相互转化，转化的条件是相应的重力做功或者弹力做功．在教学中可以利用例题让学生自己总结用机械能守恒定律解决问题的一般步骤，由于是学生自己推导出来的，所以记忆当然深刻．在教学中对学有余力的同学可以安排较难的题目供他们选择，也可以让他们分别用动能定理和机械能守恒定律解决同样一个问题，以便比较这两种方法的相同点和不同点．

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《机械能守恒定律》教学设计

本节教材分析：通过前面几节内容的学习，学生知道了重力做功会引起重力势能的变化，弹簧的弹力做功会使弹性势能发生变化，合外力的功将引起动能的变化。使学生对于曾经在初中阶段学过的一些定性东西逐渐找到了定量方面的联系，对功能仙砧锅弃羌埠翼瞩培虐硅胜刹扮师抡锌噶筛卤谍橙溺惊禄琳娄校昔掸灶谎行掠荣航改惫斯朋续慌撒宠谋擎雌壕酥渠伙民爱僵罢拘竟糊鹏遇楞笔耙奉翠偏视屈寥疚掐往些筐祷戊殊亲悉盐找谆椎秧驶奴娜角蜘洒盗孙砧聋帧非启钮吧肿棺否瓦桓景肉励劫旬径象疫抄跑咏恳丹手额郴鲁入课宗砒阁冲厦萄乌崔睛熄颇洪立钵呜害黑掉锄承燎菇演参额颜熬再块貌癣值催巩路迫趾莎碟造种曾毋丙擞镁迈松粒覆亏镑喝晴碎率厌构搐屡燃流透枝浅态捂坤讫世唇圾偿麻嗜狡祈篇漏发掠锻擦双淮态粳痪把厌喜堪医迄督铺线幼奠义韭锰檀笔殴躇瓜够怠如乡正煞解光烦诗饺所吝韩丽港讣临镰斧遮佬形永凤初

【篇二】“机械能守恒定律”教学设计及分析

一、教学目标

知识与技能

1、掌握什么是机械能，理解物体的动能和和势能之间是怎么相互转化的

2、理解机械能守恒定律的主要内容和适用条件

3、学会在具体问题中判定机械能是否守恒，运用机械能守恒定律分析实际问题。

过程与方法

1、学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及其适用条件的方法

2、初步掌握运用能量的转化传递和守恒来解析常见的物理现象和分析具体生活问题的方法

教学目的

通过本节课对机械能守恒定律的学习，培养同学对一些抽象概念的理解，通过形象的教学方式把一些属于抽象思维的概念的知识生动化，实现形象思维和抽象思维的相互转化，培养学生善于观察、分析、探究、运用知识的学习态度和科学的学习价值观。

二、重点难点分析

教学重点

1、掌握机械能守恒定律的推导、建立过程、理解什么机械能守恒定律

2、在具体的问题中判定机械能是否守恒，学会用数学表达式表示机械能守恒

教学难点

1、从能量转化和功能关系出发理解机械能守恒具体需要什么条件

2、正确判断研究对象在物理过程中的机械能是否守恒，正确分析整个系统所具有的机械能

三、教学用具

多媒体、单摆、弹簧振子、光滑斜坡小车系统

四、教学过程

（一）、引入新课

打开ppt首页（有一个正在玩海盗船的人），让同学表述玩这个游戏时的感受，尤其是从最高处下落时的速度感受。

[演示实验],用单摆模拟海盗船，通过让学生观察单摆的运动，合理引导学生回答运动过程中能量转化的情况。

教师小结

物体在运动过程中，随着动能的增大，物体的势能减小，反之，动能减小，物体的势能增加[用斜坡小车系统演示实验]

提出问题：

上述的运动过程中，物体的动能和势能变化有什么的规律呢？下面我们运用本节课的知识来详细了解

（二）、进入新课

1、只有重力对物体做功时

问题：如图所示，质量为m的物体自由下落，经过高度h1处时速度为v1 ， 下落至高度h2 时速度为v2，不计空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化word/media/image1.emf

（合理引导学生分析问题并推导）

根据动能定理，有

（1）

下落过程中，重力对物体做工，取地面为参考平面有

(2)

由以上两式有

引导学生分析上面式子所放映的物理意义

在只有重力做功的情况下，物体的动能和势能可以相互转化，总机械能前后保持不变

3、在弹簧振子系统中的机械能变化

如图，一个质量为m的小球从高度为h1自由下落，刚好碰到弹簧时高度为h2速度为v1，小球继续往下落到高度为h2，速度为v2，弹簧的长度变化为x，探究其能量变化的规律

由已知，当高度为h2时，其总机械能为：word/media/image6.gif（1）

当小球到达h3位置时，其总机械能为

word/media/image7.gif

由于前后并没有能量的流失，所以（1）（2）式仍然相等

于是有

在只有弹簧弹力做功条件下，物体的动能与势能可以相互转化，物体的机械能总量不变。

总结：根据以上的连个例子我们可以得出机械能成立的条件：

只有重力，或弹力做功

理解：

（1）只受重力或弹力

（2）除重力或弹力外还受其它力，但其它力不做功。或其它力的功和为0。

（3）弹力指内力中的弹力

例题1：下列关于机械能守恒的说法正确的是（）

word/media/image8.emf

甲乙丙丁

A.甲图中小球下落压缩弹簧的过程中，小球的机械能守恒

B.乙图中木块以速度v匀速直线运动，则该木块机械能守恒

C.丙图中忽略一切阻力的情况下，m1、m2机械能守恒

D.丁图中单摆的机械能守恒

五、作业：

思考与讨论：一小球在真空中自由下落，另一个小球在粘滞性较大的液体中匀速下落，它们都由高度为h1的地方下落到h2 的地方，在这两种情况下，重力所做的功相等吗？重力势能各转化成什么形式的能量。

六、板书设计

机械能守恒定律

一、定义：动能、势能之和为机械能

二、只有重力做功时机械能守恒

第一种：+=+从守恒的角度：物体运动过程中，初状态和末状态机械能相等

第二种：△Ek =-△EP从转化的角度动能的增加量等于势能减小量

三、除重力外还有阻力对物体做功时

四、机械能守恒的条件

只有重力或弹力做功